/Biosicherheit und Biodiversifizierung von Naturkautschuk Teil 2

Biosicherheit und Biodiversifizierung von Naturkautschuk Teil 2

Diese beiden alternativen Kautschuk produzierenden Arten müssen domestiziert werden, bevor sie als Feldfrüchte angebaut werden können, und es sind geeignete, kostengünstige, nachhaltige Kautschukgewinnungsverfahren erforderlich, um den Kautschuk aus den Wurzeln des Löwenzahns und den Rindenparenchymzellen der Guayule zu extrahieren. Der Guayule-Anbau ist praktisch etabliert, aber der Kautschuk-Löwenzahnanbau ist noch weit davon entfernt, ein kommerzielles Anbausystem zu sein, da die Pflanzen sich nur langsam etablieren und wachsen und leicht von Unkraut überwuchert werden. Um wirklich domestizierte Nutzpflanzen auf mechanisierten Farmen zu werden, werden beide Arten von einer erhöhten Kautschukanreicherung, Vitalität und Herbizidtoleranz profitieren. Gummilöwenzahn kann auch in Hydrokultur- oder Aeroponik-Betrieben mit hoher Dichte in Innenräumen angebaut werden, die eine hohe Wurzelbiomasse unterstützen können.

Eine Umstellung auf nachhaltige Kautschukproduktion

Glücklicherweise unterstützen die jüngsten Fortschritte bei genomgestützter konventioneller und molekularer Züchtung und genomunterstützten Geneditierungsansätzen den raschen Fortschritt bei der Pflanzendomestikation. Diese Ansätze können die Herbizidtoleranz oder -resistenz verbessern und den photosynthetischen Kohlenstoff so lenken, dass kräftigere Pflanzen mit höheren Gummimengen entstehen. Das Verständnis, wie die Biosynthese von Kautschuk auf Gen- und Enzym-/Metabolismusebene reguliert wird, kann weitere Ansätze zur Genverbesserung in den Mittelpunkt rücken, um den Kautschukertrag zu steigern und molekulare Marker und genetische Karten bereitzustellen, mit deren Hilfe die konventionelle Züchtung erheblich beschleunigt werden kann. In der Biologie der Kautschuk-Biosynthese werden endlich beträchtliche Fortschritte erzielt, insbesondere seit die Genome sowohl der alternativen Kautschukpflanzen als auch des Kautschukbaums veröffentlicht und den Wissenschaftlern zugänglich gemacht wurden. Es ist nun klar, dass die Kautschukpolymerisation durch einen membrangebundenen Proteinkomplex aus Kautschukpartikeln vermittelt wird, obwohl seine Tertiärstruktur noch nicht aufgeklärt ist. Außerdem wurden in den letzten Jahren die notwendigen Voraussetzungen für die Gewebekultur und die Technologien zur Geneinfügung und -bearbeitung entwickelt. Beide alternativen Arten sind für Agrobacterium tumafaciens und Genkanonen-(ballistische) Transformationsmethoden, CRISPR/Cas9 Gen-Editierung, zugänglich, und Gummilöwenzahn kann mit einer neuartigen stabilen Wurzeltransformationsmethode des Agrobacterium rhizogenes schnell modifiziert oder editiert werden.

Die Kautschukproduktion ist in ihrer jetzigen Form nicht nachhaltig. Monokulturen von Gummibäumen haben den einst reichen Ökosystemen in südostasiatischen Ländern irreparable ökologische Schäden zugefügt. Die Produktion von synthetischem Kautschuk erzeugt große Mengen an Treibhausgasen und erschöpft die fossilen Kohlenwasserstoffreserven. Mit dem Beginn des Anbaus alternativer Kautschukpflanzen bietet sich uns eine beispiellose Gelegenheit, eine neue Industrie auf verantwortungsvolle, nachhaltige und ökologisch sinnvolle Weise auf- und auszubauen. Risiken und Auswirkungen können bewertet und proaktiv angegangen werden, anstelle der üblichen reaktiven Praktiken der modernen Welt, um ein Problem zu bereinigen, nachdem es aufgetreten ist. Zum Beispiel werden, wie oben erörtert, nach und nach neue Eigenschaften in Guayule und Gummilöwenzahn eingeführt. Das potenzielle ökologische Risiko, das durch die unbeabsichtigte Übertragung eines Merkmals auf eine verwandte Art entsteht, ist unabhängig von der Herkunft dieses Merkmals gleich, d.h. unabhängig davon, ob ein Merkmal durch natürliche Selektion, Mutagenese mit anschließender Selektion, gezielte Bearbeitung oder Einführung eines Fremdgens verbessert wird. Das offensichtlichste Problem im Zusammenhang mit Gummipflanzen ist das wahrgenommene Risiko der Übertragung eines Merkmals vom Gummilöwenzahn auf den Gewöhnlichen Löwenzahn (Taraxacum officinale). Proaktive Forschung zu dieser Frage hat bewiesen, dass der Gewöhnliche Löwenzahn in Nordamerika apomiktische Triploide sind, die den Pollen anderer Pflanzen nicht annehmen können und Samen produzieren, die genetisch mit der Mutter identisch sind. Proaktive Forschung kann durchgeführt werden, um die besten Anbau- und Verarbeitungsstandorte auszuwählen, die Ökosystemleistungen zu verbessern und Wassereinzugsgebiete und Böden zu schützen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Anbau von Löwenzahn- und Guayule-Kautschuk die Kautschukversorgung sichern, die weltweite Volatilität der Naturkautschukpreise, die größtenteils von Terminhändlern verursacht wird, beruhigen und Landwirten und Indoor-Züchtern neue Anbaumöglichkeiten bieten und gleichzeitig unsere Abhängigkeit von Kautschukimporten verringern wird. Langfristig könnten die Länder der gemäßigten Zonen ihren eigenen Kautschukbedarf vollständig decken und dann überschüssigen Kautschuk in andere Länder exportieren.